Test de dureza en fluidos de perforación

Qué mide la dureza 

Concentraciones de iones divalentes, principalmente calcio (Ca2+) y magnesio (Mg2+), que afectan formación de incrustaciones, compatibilidad con polímeros y floculación de arcillas.

Importancia operacional 

• Durezas altas pueden precipitar con álcalis o quelantes, reducir eficacia de tensoactivos y emulsificantes y causar problemas de filtrado y limpieza. 

• Durezas bajas favorecen estabilidad de ciertos polímeros pero pueden indicar contaminación salina.

Métodos de ensayo comunes 

Titulación con EDTA (metodología compleja pero precisa) donde se usa un indicador (por ejemplo, Eriochrome Black T) y se titula hasta cambio de color. Kits colorimétricos y tiras reactivas para medidas rápidas de campo.

Procedimiento EDTA (esquema) 

Acondicionar muestra con tampón a pH adecuado;  

añadir indicador; 

titular con EDTA estándar hasta cambio de color; calcular dureza total en mg/L como CaCO3.

Interpretación y límites prácticos 

• Dureza baja (<100 mg/L como CaCO3) suele ser aceptable; 
• Dureza moderada (100–300 mg/L) requiere monitoreo; 
• Dureza alta (>300 mg/L) puede requerir uso de quelantes o cambios de formulación.

Control y mitigación 

Uso de sequestrantes/quelantes (EDTA, polifosfatos), ajustar fuente de agua, lavado de barita, tratamiento de agua o uso de polímeros compatibles con dureza. 

 

MAS INFORMACION

Drilling Fluid Hardness Test Procedures

 Total Hardness as Calcium

• • The following equipment is required for Drilling Fluid Total Hardness Test (Calcium and Magnesium) as Calcium:
  • The procedure for measuring Total Hardness (Ca2+ and Mg2+) in mix water or mud filtrate is as follows:
• Calcium and Magnesium Ion Content Hardness Test In Drilling fluid
  • Drilling Fluid Hardness Test For Calcium Ion Content
    • The following equipment is required for measuring Calcium Hardness:
    • The procedure for measuring Calcium Ion Content in mud filtrate is as follows:
  • Drilling Fluid Hardness Test For Magnesium Ion Content

 

Procedimientos de Prueba de Dureza del Fluido de Perforación

La dureza del agua se define por la presencia de sales disueltas de Calcio (Ca+2) y Magnesio (Mg+2). Concentraciones elevadas de estos iones reducen la efectividad de los aditivos clave, como la bentonita y los polímeros, lo que se traduce en un mayor consumo de productos. Para mitigar esto, a menudo se utiliza Ceniza de Sosa para precipitar los iones de dureza.

A continuación, se detallan los procedimientos para medir la Dureza Total y el Contenido de Iones Calcio.

1. Prueba de Dureza Total (Calcio y Magnesio)

La prueba de Dureza Total mide la concentración combinada de iones Ca+2 y Mg+2, reportada como Ca+2.

Equipo y Reactivos Requeridos:

• Asegurar pH correcto para la titulación; evitar interferencias por surfactantes o coloración del lodo; limpieza y calibración del equipo.

• Agua Destilada

• Solución Tampón de Amonio

• Solución Indicadora de Dureza

• Solución Titulante EDTA 0.02N \ (0.01M)

• Pipetas graduadas (1 ml y 2 ml)

• Cápsula de titulación

• Varilla o agitador magnético

Procedimiento de Medición:

1. Añada aproximadamente 25ml de agua destilada a una cápsula de titulación.

2. Agregue 10 gotas de la Solución Tampón de Amonio y 5 gotas de la Solución Indicadora de Dureza.

3. Transfiera 1ml de la muestra (agua de mezcla o filtrado de lodo) a la cápsula. Si la dureza está presente, el color cambiará a rojo vino.

4. Titule con la Solución EDTA 0.02N (o 0.01M) mientras agita.

5. El punto final se alcanza cuando el color cambia de rojo vino a azul (asegúrese de que desaparezcan todos los rastros de rojo).

   • Nota: Para el agua de mezcla, se recomienda usar un volumen de muestra mayor (por ejemplo, 10ml) para aumentar la precisión, dividiendo el volumen de EDTA} por el volumen de la muestra.

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2. Prueba de Contenido de Iones Calcio

Este procedimiento es similar al de la Dureza Total, pero utiliza un tampón y un indicador diferentes para precipitar el magnesio y medir solo el calcio.

Equipo y Reactivos Adicionales:

• Solución Tampón de Calcio (1N Hidróxido de Sodio)

• Indicador Calver II (en polvo o granos)

Procedimiento de Medición:

1. Transfiera 1ml de la muestra de filtrado a la cápsula de titulación.

2. Agregue 2 gotas de la Solución Tampón de Calcio (1N NaOH), lo que precipitará los iones Mg2+ como hidróxido de magnesio.

3. Agregue varios granos del indicador Calver II. El color cambiará a rojo vino si hay $\text{Ca}^{2+}$.

4. Titule con la Solución EDTA 0.02N (o 0.01M) mientras agita.

5. El punto final se alcanza cuando el color cambia de rojo vino a azul.

Cálculo del Contenido de Iones Calcio:

El Contenido de Iones Calcio se calcula en miligramos por litro (mg/l), utilizando la siguiente fórmula:

Contenido de iones de calcio, mg/l = (ml de EDTA x 400) / (ml de muestra utilizada)

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3. Cálculo del Contenido de Iones Magnesio

Una vez que se tienen la Dureza Total y el Contenido de Iones Calcio, el Contenido de Iones Magnesio se obtiene por simple resta:

• Contenido de iones de magnesio, mg/l = [(Dureza total, mg/l) – (Calcio, mg/l)] 

 

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